CN102616344A

CN102616344A - 一种深吃水桁架式浮式平台

Info

Publication number: CN102616344A
Application number: CN2012100783182A
Authority: CN
Inventors: 姜哲; 谢彬; 谢文会; 时忠民
Original assignee: China National Offshore Oil Corp CNOOC; CNOOC Research Institute Co Ltd
Current assignee: China National Offshore Oil Corp CNOOC; CNOOC Research Institute Co Ltd
Priority date: 2012-03-22
Filing date: 2012-03-22
Publication date: 2012-08-01

Abstract

本发明涉及一种深吃水桁架式浮式平台，其特征在于：它包括一中心具有方孔的下浮箱，所述下浮箱内间隔设置有若干水密舱，所述水密舱内设置有用于压舱的重物；所述下浮箱底部设置有一与其连为一体的垂荡板，所述垂荡板上设在有若干通孔，所述下浮箱顶部设置有若干连接孔，通过所述连接孔固定连接有与其焊接为一体的一空间桁架，所述空间桁架顶部穿过设在一上浮箱中心设置的方孔内，所述上浮箱内设置有一圈水密通道；所述水密通道的两侧隔设有若干水密舱；所述上浮箱顶部设置有若干大截面立柱，每一所述立柱上设置有一组连接海底的系泊缆，各所述立柱顶部固定连接一甲板，所述甲板的底部与所述空间桁架顶部对应设置有固定连接件，所述甲板内部和顶部设置有油气处理模块和钻井模块。它广泛用于海上石油开采之中。

Description

一种深吃水桁架式浮式平台

技术领域

本发明涉及一种浮式平台，特别是关于一种深吃水桁架式浮式平台。

背景技术

随着海洋开采范围的日益扩大，开发深水石油已成为石油工业的重要前沿阵地。在深水油气开发中根据采油模式的不同，一般可分为干式采油、湿式采油和干湿组合式采油等。与干式采油树相比，湿式采油树安装在水下，不仅投资成本较高，也不利于调节和操控。特别是当产油率过低甚至不出油时，需要使用移动钻井装置取出水下的采油树系统，进行修井作业，这大大增加了作业成本。通常，采油树系统的维修是比较频繁的，维护费用可达到平台总维修费用的一半，而由于停工所带来的经济损失则更加严重。因此，采用干式采油树可以大幅降低平台成本。

由于干式采油系统对平台与立管的相对运动，特别是垂荡运动有严格的限制，因此，在深水浮式平台中，目前只有张力腿平台和深吃水单柱式平台可满足干式采油要求。然而，这两种平台在深水开发中也存在着各自的问题和应用限制，当水深超过1500米时，张力腿平台的造价急剧上升，张力腿的设计和安装难度较大；而深吃水单柱式平台的上部甲板面积比较小、设计难度大、油气处理设施布置困难；另外其干拖、扶正和顶部模块在海上的安装等需要投入很大的成本，也存在一定的风险。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种甲板面积大、可整体拖航、运动性能优良、可适应不同采油模式，具有无条件稳性的深吃水桁架式浮式平台。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种深吃水桁架式浮式平台，其特征在于：它包括一中心具有方孔的下浮箱，所述下浮箱内间隔设置有若干水密舱，所述水密舱内设置有用于压舱的重物；所述下浮箱底部设置有一与其连为一体的垂荡板，所述垂荡板上设在有若干通孔，所述下浮箱顶部设置有若干连接孔，通过所述连接孔固定连接有与其焊接为一体的一空间桁架，所述空间桁架顶部穿过设在一上浮箱中心设置的方孔内，所述上浮箱内设置有一圈水密通道；所述水密通道的两侧隔设有若干水密舱；所述上浮箱顶部设置有若干大截面立柱，每一所述立柱上设置有一组连接海底的系泊缆，各所述立柱顶部固定连接一甲板，所述甲板的底部与所述桁架顶部对应设置有固定连接件，所述甲板内部和顶部设置有油气处理模块和钻井模块。

所述空间桁架由若干垂直钢管、水平钢管、X相交钢管和支撑钢管组成，所述垂直钢管底部穿过连接孔固定连接在下浮箱的底部，所述垂直钢管的顶部通过固定连接件固定在所述甲板底部，所述垂直钢管与X相交钢管的底部相交于所述连接孔上，所述空间桁架和下浮箱在船厂建造时即焊接为一体。

所述空间桁架全部收缩在所述立柱之间时，所述上浮箱与所述下浮箱之间的间距为0.5米。

所述上、下浮箱的整体形状呈三边形、四边形、六边形和八边形中的一种。

所述立柱的截面形状呈圆形、方形、多边形和类圆形中的一种。

所述上、下浮箱的外轮廓的每一拐角处均设置呈圆角。

本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本发明由于设置了可以通过空间桁架伸缩的上、下两层浮箱，并在下浮箱的各水密舱内装载了用于压舱的重物，因此在采油作业过程中可以使两层浮箱呈展开状态，不但能够确保浮式平台在采油作业过程中浮心高于重心，使本发明无论在什么情况下都能保持无条件稳定状态，而且使下浮箱吃水更深，承受载荷更小。2、本发明由于在上浮箱顶部设置了若干大截面的立柱，且本发明的浮式平台立柱比传统半潜式平台立柱吃水更深，使上浮箱远离波浪作用，大幅减小了上浮箱受到的波浪诱导力和弯矩。3、本发明由于设置了上、下两层浮箱，通过增大排水量来获得更高的附加质量和阻尼，提高了平台垂荡运动周期，使其远离波浪周期，难以发生共振，减小了垂荡运动幅度，使本发明具有比传统半潜式平台更好的垂荡运动性能，因此可满足干式采油要求。4、本发明由于将浮式平台设置成具有可伸缩结构，因此可以在收缩状态下，采用干拖或湿拖方式将浮式平台整体运送至安装地点，不但迁移方便，而且降低了运输成本。5、本发明由于在建造场地或码头组装甲板上部的油气处理模块和钻井模块，因此与在海上安装油气处理模块和钻井模块相比，安装成本大大降低。6、本发明由于采用多个大截面的立柱结构，使甲板的面积增大，便于操作和布置油气处理模块和钻井模块，因此可提高甲板作业效率和设施布置的安全性。7、本发明由于在下浮箱方孔的底部连接一垂荡板，可有效增加浮式平台垂荡附加质量和垂荡阻尼，改善浮式平台的垂荡运动性能；且垂荡板可以给输油管/钻井立管提供有效地支撑，因此降低了输油管、立管所受的弯矩。8、本发明由于在上浮箱内间隔设置有一圈供工作人员方便行走的水密通道，并在水密通道的两侧隔设有若干水密舱，确保上浮箱结构受损后的结构冗余度和平台稳性，因此确保浮式平台安全性。它广泛用于海上石油开采之中。

附图说明

图1是本发明的结构示意图

图2是本发明的收缩状态主视图

图3是本发明下浮箱和垂荡板结构俯视图

图4是本发明的上浮箱结构俯视图

图5是本发明上浮箱结构的侧截面示意图

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。

如图1、图2、图3、图4所示，本发明包括一中心具有方孔的下浮箱1，在下浮箱1内间隔设置有若干水密舱11，在水密舱11内设置有用于压舱的重物；下浮箱1底部设置有一与其连为一体的垂荡板2，垂荡板2上设在有若干通孔21，下浮箱1顶部设置有若干连接孔3，通过连接孔3固定连接有与其焊接为一体的一空间桁架4，空间桁架4顶部穿过设在一上浮箱5中心设置的方孔内，在上浮箱5内设置有一圈水密通道51；水密通道51的两侧隔设有若干水密舱52；上浮箱5的顶部设置有若干大截面立柱6，每一立柱6上设置有一组连接海底的系泊缆7，各立柱6的顶部固定连接一甲板8，甲板8的底部与空间桁架4的顶部对应设置有固定连接件9，甲板8内部和顶部设置有油气处理模块和钻井模块10。

上述实施例中，如图1、图2、图3所示，空间桁架4由若干垂直钢管41、水平钢管42、X相交钢管43和支撑钢管44组成，垂直钢管41底部穿过连接孔3固定连接在下浮箱1的底部，垂直钢管41的顶部通过固定连接件9固定在甲板8底部，垂直钢管41与X相交钢管43的底部相交于连接孔3上，空间桁架4和下浮箱1在船厂建造时即焊接为一体。

上述实施例中，当拖航工况时，空间桁架4全部收缩在立柱6之间时，上浮箱5与下浮箱1之间的间距为0.5米。

上述实施例中，如图1所示，当到达作业区域后，通过甲板8上起重设备将空间桁架4及下浮箱1下降展开，通过支撑构件53将立柱6的外部与空间桁架4的顶部焊接为一体。

上述实施例中，上、下浮箱5、1均为一宽大箱形结构，其箱体均可采用的整体形状呈三边形、四边形、六边形和八边形中的一种。

上述实施例中，大截面立柱6的截面形状均可采用圆形、方形、多边形和类圆形中的一种。

上述实施例中，为了减小上、下浮箱5、1所受拖曳力，将上、下浮箱5、1的外轮廓的每一拐角处均设置呈圆角。

上述实施例中，下浮箱1内的水密舱填充的压舱的重物为铁矿砂或其它重物，以保证浮式平台的浮心高于重心，使浮式平台具有无条件稳定性。

上述实施例中，如图4、图5所示，上浮箱5内的一圈水密通道51可用于人行通道，水密通道51的两侧的若干水密舱52可用于存放燃油、淡水舱、设备舱和可调压载水舱等，以保证上浮箱5受损后的结构冗余度，确保浮式平台的安全。

上述实施例中，如图1、图4所示，每一立柱6均通过一组系泊缆7多点锚泊定位方式定位，并采用传统锚固方式将系泊缆7连接到海底的各锚点。

上述实施例中，甲板8可以采用桁架式甲板结构、箱形甲板结构中的一种。

上述实施例中，油气处理模块和钻井模块10可以根据油田开发模式的不同，选用现有技术中的常规设备进行配置，在此不再赘述。

上述实施例中，系泊缆7可采用现有技术，在此不再赘述。

本发明的操作过程包括以下步骤：

1)本发明在拖航工况时，空间桁架4通过垂直钢管41的顶部的固定连接件9与甲板8底部固定连接，此时空间桁架4的整体收缩在各立柱6之间，使下浮箱1贴近上浮箱5，浮式平台整体为收缩状态；

2)当浮式平台到达作业区域后，将各个系泊缆7与海底的各锚点固接起来，保证平台稳定；

3)切割掉固定连接件9，采用起重设备将空间桁架4及下浮箱1下降至水下作业区域的位置；

4)将立柱6的外部通过支撑构件53与空间桁架4顶部焊接为一体；

5)分别向下浮箱1内的各个水密舱11内填充海水、铁矿砂或其它重物，使浮式平台到达设计吃水位置；

6)分别将海底井下的输油管穿过垂荡板2上的通孔21，连接油气处理模块和钻井模块10；

7)启动油气处理模块和钻井模块10，即可开始采油作业。

上述各实施例仅用于说明本发明，其中各部件的结构和连接方式等都是可以有所变化的，凡是在本发明技术方案的基础上进行的等同变换和改进，均不应排除在本发明的保护范围之外。

Claims

1.一种深吃水桁架式浮式平台，其特征在于：它包括一中心具有方孔的下浮箱，所述下浮箱内间隔设置有若干水密舱，所述水密舱内设置有用于压舱的重物；所述下浮箱底部设置有一与其连为一体的垂荡板，所述垂荡板上设在有若干通孔，所述下浮箱顶部设置有若干连接孔，通过所述连接孔固定连接有与其焊接为一体的一空间桁架，所述空间桁架顶部穿过设在一上浮箱中心设置的方孔内，所述上浮箱内设置有一圈水密通道；所述水密通道的两侧隔设有若干水密舱；所述上浮箱顶部设置有若干大截面立柱，每一所述立柱上设置有一组连接海底的系泊缆，各所述立柱顶部固定连接一甲板，所述甲板的底部与所述桁架顶部对应设置有固定连接件，所述甲板内部和顶部设置有油气处理模块和钻井模块。

2.如权利要求1所述的一种深吃水桁架式浮式平台，其特征在于：所述空间桁架由若干垂直钢管、水平钢管、X相交钢管和支撑钢管组成，所述垂直钢管底部穿过连接孔固定连接在下浮箱的底部，所述垂直钢管的顶部通过固定连接件固定在所述甲板底部，所述垂直钢管与X相交钢管的底部相交于所述连接孔上，所述空间桁架和下浮箱在船厂建造时即焊接为一体。

3.如权利要求1所述的一种深吃水桁架式浮式平台，其特征在于：所述空间桁架全部收缩在所述立柱之间时，所述上浮箱与所述下浮箱之间的间距为0.5米。

4.如权利要求2所述的一种深吃水桁架式浮式平台，其特征在于：所述空间桁架全部收缩在所述立柱之间时，所述上浮箱与所述下浮箱之间的间距为0.5米。

5.如权利要求1或2或3或4所述的一种深吃水桁架式浮式平台，其特征在于：所述上、下浮箱的整体形状呈三边形、四边形、六边形和八边形中的一种。

6.如权利要求1或2或3或4所述的一种深吃水桁架式浮式平台，其特征在于：所述立柱的截面形状呈圆形、方形、多边形和类圆形中的一种。

7.如权利要求5所述的一种深吃水桁架式浮式平台，其特征在于：所述立柱的截面形状呈圆形、方形、多边形和类圆形中的一种。

8.如权利要求1或2或3或4或7所述的一种深吃水桁架式浮式平台，其特征在于：所述上、下浮箱的外轮廓的每一拐角处均设置呈圆角。

9.如权利要求5所述的一种深吃水桁架式浮式平台，其特征在于：所述上、下浮箱的外轮廓的每一拐角处均设置呈圆角。

10.如权利要求6所述的一种深吃水桁架式浮式平台，其特征在于：所述上、下浮箱的外轮廓的每一拐角处均设置呈圆角。